Kako se potrošnja energije zavojnica za solenoidne ventile za uložak razlikuje ovisno o naponu i veličini zavojnice i kakav utjecaj to ima na energetsku učinkovitost sustava?

Zavojnice dizajnirane za veće napone imaju veći unutarnji otpor zbog duljih ili tanjih namotanih žica, što rezultira nižim izvlačenjem struje i postupnim nakupljanjem topline. Suprotno tome, zavojnice s malim naponom (npr. 12 VDC) zahtijevaju veću struju za stvaranje iste snage magnetskog polja, što rezultira većom trenutnom potrošnjom energije. Veličina zavojnice također igra ključnu ulogu: veće zavojnice s više namotanih slojeva ili debljine žice od mjerača prirodno zahtijevaju više električne energije za magnetiziranje jezgre u potpunosti i održavanje gustoće magnetskog toka tijekom vremena. Na primjer, 12V istosmjerna zavojnica može konzumirati 18–24W snagu, dok 24V istosmjerni ekvivalent može konzumirati samo 12W za istu primjenu zbog većeg otpora i smanjenog protoka struje.

Operativni ciklus solenoidne zavojnice sastoji se od faze inrush i faze držanja. Snaga inruva je veća i događa se u trenutku aktiviranja, dok je državna snaga niža i predstavlja energiju potrebnu za održavanje solenoida u svom aktiviranom stanju. Za Zavojnice za solenoidne ventile , manje zavojnice često završavaju udubljenje i brže se smještaju u način zadržavanja, što je rezultiralo kratkom, ali intenzivnom potrošnjom energije, dok većim zavojnicama može trajati duže stabilizirati, ali tijekom vremena djeluju termički učinkovitije zbog boljeg rasipanja topline. Zavojnice namijenjene kontinuiranoj dužnosti (100% ED) optimizirane su kako bi se smanjila potrošnja energije tijekom držanja smanjenjem struje uz održavanje magnetske čvrstoće, često kroz poboljšanja dizajna kruga kao što je modulacija širine impulsa (PWM).

Na razini sustava, ukupna energetska učinkovitost ovisi o broju ventila u radu, radnom ciklusu i trajanju energije zavojnice. U hidrauličkim ili pneumatskim sustavima visoke gustoće u kojima se istovremeno energizira više solenoidnih ventila, čak i male razlike u potrošnji energije po zavojnici mogu dovesti do značajnog kumulativnog izvlačenja energije, povećanih potreba za napajanjem i većih operativnih troškova. Na primjer, korištenje 10 zavojnica ocijenjenih na 20W umjesto 10W može udvostručiti opterećenje na napajanju i povećati toplinski izlaz, što potencijalno zahtijeva dodatna rješenja za hlađenje. Prekomjerna potrošnja energije doprinosi bržoj degradaciji izolacije zavojnice i skraćenom uslužnom vijeku ako se ne uspije pravilno.

Veća potrošnja energije dovodi do više unutarnjeg stvaranja topline, koje se mora raspršiti kako bi se izbjegla toplinska degradacija. To ne samo da utječe na energetsku učinkovitost, već utječe i na dugovječnost i sigurnost komponente. Veće ili manje učinkovite zavojnice mogu stvoriti više topline, što zahtijeva upotrebu hladnjaka, ventiliranih kućišta ili uvlačenje performansi u visokim temperaturama okoline. Moderni dizajni zavojnice pokušavaju optimizirati namotavanje izgleda i geometrije magnetskog kruga kako bi se smanjili I²R (otporni) gubici i maksimizirali učinkovitost pretvorbe energije, smanjujući tako nakupljanje topline i produžujući radni vijek trajanja.

Da bi postigli energetski učinkoviti dizajn sustava, korisnici odabiru zavojnice na temelju standardizacije napona, optimiziranih ocjena potrošnje energije i toplinskih performansi. Varijante zavojnice male snage ili zasun mogu se odrediti kako bi se smanjila upotreba energije u aplikacijama s niskim udjelom ili baterijom. U aplikacijama koje zahtijevaju produženo vrijeme zadržavanja, inženjeri se mogu odlučiti za zavojnice s niskim ratom s integriranim krugovima ekonomizacije ili dvostrukim namotanim dizajnom koji smanjuju struju nakon početnog aktiviranja. Odabir ispravne varijante napona (npr. 24VDC u odnosu na 12VDC) u skladu s dizajnom sustava smanjuje gubitke pretvorbe i poboljšava ukupne energetske performanse.